RU2471672C2

RU2471672C2 - Pressure bulkhead and method for division of interior space of aircraft or spacecraft

Info

Publication number: RU2471672C2
Application number: RU2010114853/11A
Authority: RU
Inventors: Штефан МИШЕРАЙТ; Андреас ШТЕФАН
Original assignee: Эйрбас Оперейшнз Гмбх
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2013-01-10
Also published as: US20100230539A1; EP2190734A1; DE502008002962D1; BRPI0816864A2; CN101801783B; CA2698422A1; DE102007044388B4; RU2010114853A; US8444089B2; EP2190734B1; WO2009037008A1; DE102007044388A1; CN101801783A; JP2010538892A; ATE502846T1

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: pressure bulkhead contains base-plate (106) with edge (110) the shape of which corresponds to inner contour (108) of aircraft or spacecraft, support facility (112) which provides edge resting on inner contour (108) with possibility of tilting, and sealing (114) which pressurizes connection between edge and inner contour.

EFFECT: decrease in mechanical stresses transfer to surrounding structure when small space is required for bulkhead.

22 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к герметической перегородке для разделения внутреннего пространства воздушного или космического судна. Кроме того, изобретение относится к конструктивному узлу и к воздушному или космическому судну с указанной герметической перегородкой, а также к способу разделения внутреннего пространства воздушного или космического судна.The present invention relates to an airtight partition for dividing the interior of an aircraft or spacecraft. In addition, the invention relates to a structural unit and to an aircraft or spacecraft with the specified hermetic partition, as well as to a method for dividing the internal space of an aircraft or spacecraft.

Несмотря на то, что изобретение применимо по отношению к разделению пространства любых транспортных средств или контейнеров, далее настоящее изобретение, как и лежащая в его основе проблематика, более подробно описаны применительно к задней герметической перегородке воздушного судна.Although the invention is applicable to dividing the space of any vehicles or containers, further the present invention, as well as the underlying problems, are described in more detail with reference to the rear hermetic partition of the aircraft.

Уровень техникиState of the art

В воздушных судах, летающих на очень большой высоте, как например, в современных воздушных судах гражданской авиации, пассажирский салон, кабина экипажа и грузовой отсек в целом выполнены в виде герметической кабины, внутри которой во время полета в противовес наружному давлению можно поддерживать повышенное давление воздуха, которое позволяет пассажирам и экипажу воздушного судна не пользоваться кислородными масками и аналогичными дыхательными устройствами. Для того чтобы закрыть такую герметическую кабину с задней стороны фюзеляжа, в задней части фюзеляжа обычно устанавливают герметическую разделительную стенку, которую называют герметической перегородкой и которая разделяет внутреннее пространство фюзеляжа на переднюю часть, образующую герметическую кабину, и заднюю часть, где, например, размещают вспомогательную силовую установку для получения электроэнергии и сжатого воздуха.In aircraft flying at very high altitudes, such as in modern civil aviation aircraft, the passenger cabin, crew cabin and cargo compartment are generally designed as a pressurized cabin, inside of which during flight, as opposed to external pressure, high air pressure can be maintained , which allows passengers and crew not to use oxygen masks and similar breathing devices. In order to close such a pressurized cabin on the rear side of the fuselage, a hermetic separation wall is usually installed in the rear of the fuselage, which is called a pressurized partition and which divides the interior of the fuselage into the front part forming the pressurized cabin and the rear part, for example, where the auxiliary power plant for generating electricity and compressed air.

Указанная герметическая перегородка может быть выполнена, например, в виде плоской стенки, которую обычно изготавливают из алюминиевого сплава и которую приклепывают через шпангоут к внешней обшивке для того, чтобы она могла передавать свои нагрузки, включая усилия и изгибающие моменты, окружающей конструкции. Поскольку перепад давления между герметической кабиной и внешней воздушной средой подвержен сильным колебаниям при каждом изменении высоты полета и, в особенности, при циклически повторяющихся взлетах и посадках, изгибающие моменты, передаваемые обшивке, приводят, например, к соответствующим циклически изменяющимся деформациям внешней обшивки и тем самым способствуют усталости материала.The specified hermetic septum can be made, for example, in the form of a flat wall, which is usually made of aluminum alloy and which is riveted through the frame to the outer casing so that it can transfer its loads, including forces and bending moments, to the surrounding structure. Since the pressure differential between the pressurized cabin and the external air is subject to strong fluctuations with each change in flight altitude and, in particular, during cyclically repeated take-offs and landings, bending moments transmitted to the skin lead, for example, to corresponding cyclically changing deformations of the external skin and contribute to material fatigue.

Другие конструктивные исполнения герметических перегородок (US 6378805 B1, DE 3844080 А) имеют, например, форму сферической оболочки двойной кривизны или сферического днища, выпуклость которых направлена в сторону задней части фюзеляжа воздушного судна для того, чтобы таким образом уменьшить внутренние напряжения в материале герметической перегородки и внешней обшивки. Однако наличие такой выпуклости требует увеличенного пространства для размещения герметической перегородки.Other designs of the sealed partitions (US 6378805 B1, DE 3844080 A) are, for example, in the form of a spherical shell of double curvature or a spherical bottom, the convexity of which is directed towards the rear of the fuselage of the aircraft in order to thereby reduce internal stresses in the material of the sealed partition and outer skin. However, the presence of such a bulge requires increased space to accommodate an airtight partition.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является обеспечение такой конструкции герметической перегородки, которая требует небольшого пространства и уменьшает передачу механических напряжений окружающей конструкции.An object of the present invention is to provide such a sealed partition structure that requires a small space and reduces the transmission of mechanical stresses of the surrounding structure.

Согласно изобретению эта задача решена при помощи герметической перегородки с признаками пункта 1 формулы, конструктивного узла с признаками пункта 20 формулы, воздушного или космического судна с признаками пункта 21 формулы, а также при помощи способа разделения внутреннего пространства воздушного или космического судна на область внутреннего давления и область наружного давления с признаками пункта 22 формулы.According to the invention, this problem is solved by using an airtight partition with the characteristics of paragraph 1 of the formula, a structural unit with the characteristics of paragraph 20 of the formula, an aircraft or spacecraft with the signs of paragraph 21 of the formula, and also by using a method for dividing the internal space of an air or space vessel into an internal pressure region external pressure area with the features of paragraph 22 of the formula.

Идея, которая лежит в основе настоящего изобретения, заключается в том, что для получения герметической перегородки используют опорную плиту, которая имеет кромку, соответствующую по форме внутреннему контуру воздушного или космического судна, при этом кромка опирается на внутренний контур с возможностью наклона, и герметизируют соединение между указанной кромкой и внутренним контуром. Поскольку кромка опирается с возможностью наклона, в месте опоры между опорной плитой и внешней обшивкой воздушного или космического судна передаются только усилия, но не изгибающие моменты. Деформации опорной плиты, которые возникают при изменении перепада давления между областью внутреннего давления и областью наружного давления, приводят только к локальному изгибу кромки герметической перегородки по отношению к внешней обшивке, т.е. к изменению угла, который заключен между соответствующими тангенциальными плоскостями внешней обшивки и опорной плиты в общей точке опоры.The idea underlying the present invention is to use a base plate that has an edge corresponding to the shape of the inner contour of an aircraft or spacecraft to form an airtight septum, with the edge leaning against the inner contour and sealing the connection between the specified edge and the inner contour. Since the edge is supported with the possibility of tilting, in the place of support between the base plate and the outer skin of the aircraft or spacecraft, only forces are transmitted, but not bending moments. Deformations of the base plate that occur when the pressure differential between the internal pressure region and the external pressure region changes, only lead to local bending of the edge of the airtight partition relative to the outer skin, i.e. to a change in the angle that is enclosed between the corresponding tangential planes of the outer skin and the base plate at a common support point.

Поскольку опора, которая может наклоняться, не передает изгибающие моменты на наружную обшивку, механические напряжения и связанные с ними деформации, а также усталость материала исключаются. При этом наличие выпуклости опорной плиты не требуется, поэтому герметическая перегородка занимает небольшое пространство, а эффективное полезное пространство в воздушном судне увеличивается.Since the support, which can be tilted, does not transmit bending moments to the outer skin, mechanical stresses and associated deformations, as well as material fatigue, are eliminated. In this case, the presence of a convexity of the base plate is not required, therefore, the hermetic partition occupies a small space, and the effective usable space in the aircraft increases.

В зависимых пунктах формулы изобретения охарактеризованы предпочтительные варианты осуществления и достоинства изобретения.In the dependent claims, preferred embodiments and advantages of the invention are described.

В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления герметической перегородки согласно изобретению предусмотрен обрамляющий элемент, который проходит вдоль всей кромки опорной плиты. При этом кромка опирается на опорное средство, в данном случае на обрамляющий элемент, и уплотнение герметизирует соединение обрамляющего элемента с внутренним контуром. Обрамляющий элемент придает опорной плите дополнительную устойчивость. Его предпочтительно изготавливают из стали, титана, алюминия или из армированного углеродным волокном пластика.In a preferred improved embodiment of the airtight partition according to the invention, a framing element is provided which extends along the entire edge of the base plate. In this case, the edge rests on the support means, in this case, on the framing element, and the seal seals the connection of the framing element with the inner contour. The framing element gives the base plate additional stability. It is preferably made of steel, titanium, aluminum or carbon fiber reinforced plastic.

Обрамляющий элемент предпочтительно имеет L-образный профиль и содержит первую и вторую полки профиля. При этом первая полка профиля проходит параллельно главной плоскости опорной плиты и прилегает к опорной плите со стороны области наружного давления. Эта полка служит опорой плиты в направлении области наружного давления и воспринимает усилия, которые действуют на плиту в то время, когда внутреннее давление в воздушном судне выше, чем наружное давление. Вторая полка профиля проходит перпендикулярно главной плоскости опорной плиты вдоль ее кромки. Эта полка охватывает кромку плиты таким образом, чтобы она надежно фиксировалась в обрамляющем элементе и не могла смещаться в стороны.The framing member preferably has an L-shaped profile and comprises first and second profile shelves. In this case, the first profile shelf runs parallel to the main plane of the base plate and is adjacent to the base plate from the side of the external pressure region. This shelf supports the plate in the direction of the external pressure region and receives the forces that act on the plate at a time when the internal pressure in the aircraft is higher than the external pressure. The second profile shelf extends perpendicular to the main plane of the base plate along its edge. This shelf covers the edge of the plate so that it is securely fixed in the framing element and could not move to the sides.

В одном предпочтительном варианте осуществления опорная плита выполнена таким образом, что под действием перепада давления между областью внутреннего давления и областью наружного давления указанная опорная плита удерживается в обрамляющем элементе. Это позволяет кромке плиты смещаться по отношению к обрамляющему элементу в том случае, когда, например, плита деформируется под действием перепада давления между областью внутреннего давления и областью наружного давления. Тем самым исключается деформация самого обрамляющего элемента, что дополнительно уменьшает передачу напряжений окружающей конструкции.In one preferred embodiment, the base plate is configured such that, under the action of a pressure differential between the internal pressure region and the external pressure region, said base plate is held in the framing member. This allows the edge of the plate to move relative to the framing element when, for example, the plate is deformed under the influence of a pressure differential between the region of internal pressure and the region of external pressure. This eliminates the deformation of the framing element itself, which further reduces the transmission of stresses of the surrounding structure.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления обрамляющий элемент приклепан, привинчен или приклеен к опорной плите. Это обеспечивает особенно надежное и плотное соединение между плитой и обрамляющим элементом.According to another preferred embodiment, the framing element is riveted, screwed or glued to the base plate. This provides a particularly reliable and tight connection between the plate and the framing element.

Согласно предпочтительному варианту осуществления предусмотрены упоры, которые обеспечивают опору для опорной плиты со стороны области внутреннего давления. Они обеспечивают надежное закрепление плиты в случае отсутствия перепада давления между областью внутреннего давления и областью наружного давления, что регулярно имеет место, например во время нахождения воздушного судна на земле.According to a preferred embodiment, stops are provided which support the base plate from the side of the internal pressure region. They provide reliable fastening of the plate in the absence of a pressure differential between the region of internal pressure and the region of external pressure, which regularly takes place, for example, while the aircraft is on the ground.

Согласно предпочтительному варианту осуществления опорное средство содержит по меньшей мере одну стыковую накладку, которая проходит от кромки опорной плиты вдоль внутренней стороны внешней обшивки воздушного или космического судна в область внутреннего давления. При этом один конец стыковой накладки прикреплен к опорной плите, а другой конец прикреплен к внешней обшивке. Поскольку расположенная таким образом стыковая накладка передает внешней обшивке по существу только тангенциальные усилия растяжения, деформации и напряжения внешней обшивки особенно эффективно исключаются. Поскольку концы стыковой накладки закреплены, ее средняя часть остается свободно деформируемой и может воспринимать деформации края опорной плиты или обрамляющего элемента, не передавая их внешней обшивке.According to a preferred embodiment, the support means comprises at least one butt plate, which extends from the edge of the base plate along the inner side of the outer skin of the aircraft or spacecraft to the internal pressure region. In this case, one end of the butt plate is attached to the base plate, and the other end is attached to the outer skin. Since the butt plate thus positioned transfers to the outer skin essentially only the tangential tensile forces, deformations and stresses of the outer skin are particularly effectively eliminated. Since the ends of the butt plate are fixed, its middle part remains freely deformable and can perceive deformations of the edge of the base plate or the framing element without transmitting them to the outer skin.

Стыковую накладку прикрепляют к внешней обшивке предпочтительно при помощи заклепывания. Заклепки служат для надежного распределения сил и в идеальном случае нагружены практически только срезающими усилиями. Стыковая накладка предпочтительно прикреплена к внешней обшивке под стрингером воздушного или космического судна, что обеспечивает особенно щадящее распределение усилий во внешней обшивке.The butt plate is attached to the outer skin, preferably by riveting. Rivets serve for a reliable distribution of forces and, in the ideal case, are loaded almost exclusively with shearing forces. The butt plate is preferably attached to the outer skin under the stringer of an aircraft or spacecraft, which provides a particularly gentle distribution of forces in the outer skin.

В предпочтительном варианте осуществления опорное средство содержит по меньшей мере один шарнирный элемент. При этом первый шарнирный рычаг прикреплен к кромке опорной плиты, а второй шарнирный рычаг прикреплен к внешней обшивке воздушного или космического судна. Такие шарнирные элементы позволяют отводить большие усилия в наружную обшивку и одновременно очень надежно исключать перенос любых изгибающих моментов за счет способности шарнирных рычагов поворачиваться относительно друг друга.In a preferred embodiment, the support means comprises at least one hinge element. In this case, the first articulated lever is attached to the edge of the base plate, and the second articulated lever is attached to the outer skin of the aircraft or spacecraft. Such hinge elements allow you to divert great effort into the outer skin and at the same time very reliably exclude the transfer of any bending moments due to the ability of the hinge levers to rotate relative to each other.

Второй шарнирный рычаг предпочтительно прикреплен к элементу жесткости, который усиливает наружную обшивку в области наружного давления. Так, например, второй шарнирный рычаг может быть прикреплен к шпангоуту, который проходит позади опорной плиты в области наружного давления, что обеспечивает стабильное распределение усилий в окружающей конструкции.The second articulated arm is preferably attached to a stiffener that reinforces the outer skin in the region of external pressure. So, for example, the second articulated lever can be attached to the frame, which extends behind the base plate in the area of external pressure, which ensures a stable distribution of forces in the surrounding structure.

Шарнирный элемент предпочтительно содержит шарнирную ось, которая проходит, по существу, в направлении касательной к кромке опорной плиты в области крепления первого шарнирного рычага. Ориентированная таким образом ось обеспечивает возможность наклона кромки опорной плиты по отношению к внешней обшивке в область наружного давления, когда опорная плита изгибается под действием перепада давления между областью внутреннего давления и областью наружного давления. Одновременно с этим исключаются повороты в других направлениях, что повышает устойчивость всей конструкции. Первый и/или второй шарнирные рычаги предпочтительно изготавливают из алюминия или стали для того, чтобы они могли надежно передавать высокие усилия. Шарнирную ось предпочтительно изготавливают из стали.The hinge element preferably contains a hinge axis, which extends essentially in the direction tangent to the edge of the base plate in the area of attachment of the first hinge lever. The axis oriented in this way allows the edge of the base plate to be tilted with respect to the outer skin into the external pressure region when the base plate is bent by the pressure difference between the internal pressure region and the external pressure region. At the same time, turns in other directions are excluded, which increases the stability of the entire structure. The first and / or second articulated arms are preferably made of aluminum or steel so that they can reliably transmit high forces. The hinge axis is preferably made of steel.

В предпочтительном варианте осуществления опорная плита выполнена в виде многослойной детали. Многослойная деталь предпочтительно содержит сердцевину, имеющую ячеистую структуру и/или выполненную из пенистого материала, а также наружный слой из армированного углеродным волокном пластика, из армированного стекловолокном пластика и/или из алюминия. Такая многослойная деталь отличается высокой жесткостью на изгиб при небольшом собственном весе.In a preferred embodiment, the base plate is in the form of a multilayer part. The laminated part preferably comprises a core having a cellular structure and / or made of foam material, as well as an outer layer of carbon fiber reinforced plastic, fiberglass reinforced plastic and / or aluminum. Such a multilayer part is characterized by high bending stiffness with a low dead weight.

Опорная плита предпочтительно выполнена таким образом, что она имеет в центральной части большую жесткость, чем у кромки, например, за счет утолщенной сердцевины или дополнительно нанесенных наружных слоев. Это позволяет минимизировать деформацию опорной плиты, которая неизбежно возникает под действием перепада давления, и при этом сохранить низкий вес опорной плиты.The base plate is preferably made in such a way that it has a greater stiffness in the central part than at the edge, for example, due to a thickened core or additionally applied outer layers. This minimizes the deformation of the base plate, which inevitably occurs under the action of a differential pressure, while maintaining a low weight of the base plate.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Настоящее изобретение более подробно поясняют приведенные далее примеры осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:The present invention is explained in more detail in the following examples of implementation with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - перспективный детализированный вид герметической перегородки согласно первому варианту осуществления изобретения,figure 1 is a perspective detailed view of an airtight partition according to a first embodiment of the invention,

фиг.2 - перспективный детализированный вид конструктивного узла с фиг.1,figure 2 is a perspective detailed view of the structural unit of figure 1,

фиг.3 - поперечный разрез герметической перегородки согласно второму варианту осуществления изобретения, иFIG. 3 is a cross-sectional view of an airtight partition according to a second embodiment of the invention, and

фиг.4 - перспективный детализированный вид конструктивного узла с фиг.3.figure 4 is a perspective detailed view of the structural unit of figure 3.

Если не указано иного, одинаковые или функционально одинаковые компоненты обозначены на чертежах одинаковыми ссылочными номерами.Unless otherwise specified, the same or functionally identical components are indicated on the drawings by the same reference numbers.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 показан перспективный внутренний вид в деталях оболочки фюзеляжа воздушного судна. Внешняя обшивка 120 оболочки усилена с внутренней стороны 204 стрингерами 124, проходящими в продольном направлении воздушного судна, и расположенными перпендикулярно к ним шпангоутами 308, проходящими по периметру фюзеляжа.Figure 1 shows a perspective internal view in detail of the shell of the fuselage of the aircraft. Outer sheathing 120 of the shell is reinforced from the inside 204 by stringers 124 extending in the longitudinal direction of the aircraft and perpendicular to them by frames 308 extending around the perimeter of the fuselage.

В показанной области находится герметическая перегородка 100, которая герметично разделяет фюзеляж воздушного судна по внутреннему контуру 108 на область 102 внутреннего давления и область 104 наружного давления. Область 102 внутреннего давления представляет собой, например, герметическую кабину, которая содержит пассажирский салон, грузовой отсек и кабину экипажа, в то время как областью 104 наружного давления является, например, отсек 104, который расположен позади герметической кабины 102 в хвостовой части воздушного судна и который используется для размещения вспомогательной силовой установки.In the area shown, there is an airtight partition 100 that seals the aircraft fuselage along the inner contour 108 into an internal pressure region 102 and an external pressure region 104. The internal pressure region 102 is, for example, a pressurized cabin, which contains a passenger compartment, a cargo compartment and a crew cabin, while the external pressure region 104 is, for example, a compartment 104 that is located behind the pressurized cabin 102 in the tail section of the aircraft and which is used to house the auxiliary power unit.

Герметическая перегородка 100 содержит опорную плиту 106, кромка 110 которой проходит вдоль внутреннего контура 108, таким образом, поперечное сечение фюзеляжа воздушного судна в позиции, заданной внутренним контуром, по существу заполнено опорной плитой 106. Для наглядности опорная плита на фиг.1 показана прозрачной для того, чтобы сделать видимыми на фиг.1 отрезки стрингеров 124 и шпангоута 308, расположенные в области 104 наружного давления. Опорная плита 106 выполнена в форме сэндвича или многослойной детали, т.е. она состоит из сердцевины, выполненной из пенистого, ячеистого или аналогичного материала, и расположенных с обеих сторон наружных слоев, которые воспринимают усилия растяжения и сжатия. Для получения наружных слоев можно использовать, например, армированный углеродным волокном или стекловолокном пластик, или лист из алюминиевого сплава.The pressurized partition 100 comprises a base plate 106, the edge 110 of which extends along the inner contour 108, so that the cross section of the aircraft fuselage at the position defined by the internal contour is essentially filled with the base plate 106. For clarity, the base plate in figure 1 is shown transparent to in order to make visible in figure 1 the segments of the stringers 124 and the frame 308 located in the region 104 of the external pressure. The base plate 106 is in the form of a sandwich or a multilayer part, i.e. it consists of a core made of foamy, cellular or similar material, and the outer layers located on both sides, which absorb tensile and compressive forces. To obtain the outer layers can be used, for example, reinforced with carbon fiber or fiberglass plastic, or a sheet of aluminum alloy.

Вдоль кромки опорной плиты 106 проходит обрамляющий элемент 116, который имеет L-образный профиль и который служит опорой для опорной плиты 106 как в направлении области 104 наружного давления, так и в радиальном направлении фюзеляжа воздушного судна, т.е. в направлении внешней обшивки 120. Пригодными материалами для обрамляющего элемента 116 являются сталь, титан, алюминий или полимер, армированный углеродным волокном. Обрамляющий элемент 116 может быть приклеен, привинчен или приклепан к кромке 110 опорной плиты 106.A framing element 116 extends along the edge of the base plate 106, which has an L-shaped profile and which serves as a support for the base plate 106 both in the direction of the external pressure region 104 and in the radial direction of the aircraft fuselage, i.e. in the direction of the outer skin 120. Suitable materials for the framing member 116 are steel, titanium, aluminum or a carbon fiber reinforced polymer. The framing member 116 may be glued, screwed or riveted to the edge 110 of the base plate 106.

Обрамляющий элемент 116 соединяют с внешней обшивкой 120 посредством стыковых накладок 112, один конец которых приклепывают к обрамляющему элементу 116 и которые устанавливают на внутренней стороне 204 внешней обшивки 120 в продольном направлении области 102 внутреннего давления и прикрепляют заклепками 122 к внешней обшивке 120 в области 102 внутреннего давления. Пригодными материалами для стыковых накладок 112 являются, например, сталь или титан. Уплотнение 114, которое изготавливают, например, из резины и устанавливают между обрамляющим элементом 116 и шпангоутом 308, расположенным на внешней обшивке 120, обеспечивает уплотнение между обрамляющим элементом 116 и внешней обшивкой 120.The framing element 116 is connected to the outer skin 120 by means of butt plates 112, one end of which is riveted to the framing element 116 and which are mounted on the inner side 204 of the outer skin 120 in the longitudinal direction of the inner pressure region 102 and are riveted 122 to the outer skin 120 in the inner region 102 pressure. Suitable materials for the butt plates 112 are, for example, steel or titanium. The seal 114, which is made, for example, of rubber and is installed between the framing element 116 and the frame 308 located on the outer skin 120, provides a seal between the framing element 116 and the outer skin 120.

Во время полета давление воздуха в области 104 наружного давления снижается в соответствии с высотой полета воздушного судна. В области 102 внутреннего давления поддерживается повышенное давление воздуха по отношению к наружному давлению, таким образом, образуется перепад давления между областью 102 внутреннего давления и областью 104 наружного давления, который оказывает усилие на опорную плиту 106 в направлении области 104 наружного давления. Это усилие прижимает опорную плиту 106 к обрамляющему элементу 116, так что опорная плита 106 удерживается в обрамляющем элементе 116 без приклепывания, привинчивания или приклеивания. Обрамляющий элемент 116 воспринимает усилие прижима опорной плиты 106 в направлении области 104 наружного давления и передает его в форме усилия растяжения, параллельного внешней обшивке 120, через стыковую накладку 112 во внешнюю обшивку 120.During the flight, the air pressure in the external pressure region 104 decreases in accordance with the flight altitude of the aircraft. In the inner pressure region 102, an increased air pressure is maintained with respect to the outer pressure, thereby creating a pressure differential between the inner pressure region 102 and the outer pressure region 104, which exerts force on the base plate 106 in the direction of the outer pressure region 104. This force presses the base plate 106 against the framing member 116, so that the base plate 106 is held in the framing element 116 without riveting, screwing or gluing. The framing member 116 senses the pressing force of the base plate 106 in the direction of the external pressure region 104 and transmits it in the form of a tensile force parallel to the outer skin 120 through the butt pad 112 to the outer skin 120.

Для того чтобы надежно удерживать опорную плиту 106 в обрамляющем элементе 116, например, во время стоянки воздушного судна на земле, когда перепад давления между областью 102 внутреннего давления и областью 104 наружного давления отсутствует, предусмотрены упоры 118, которые с регулярными интервалами закреплены на стрингерах со стороны области 102 внутреннего давления и которые служат опорами для опорной плиты 106 в направлении области 102 внутреннего давления.In order to reliably hold the base plate 106 in the framing member 116, for example, when the aircraft is stationary on the ground when there is no pressure difference between the internal pressure region 102 and the external pressure region 104, stops 118 are provided which are fixed at regular intervals on the stringers with the side of the internal pressure region 102 and which support the base plate 106 in the direction of the internal pressure region 102.

Осуществление опоры опорной плиты 106 показано более подробно на детальном виде в разрезе конструктивного узла с фиг.1, представленном на фиг.2. L-образный профиль обрамляющего элемента 116 образован первой полкой 200 профиля, которая служит опорой для опорной плиты 106 в направлении области 104 наружного давления, и второй полкой 202 профиля, которая проходит вдоль кромки 110 опорной плиты 106. Между опорной плитой 106 и обрамляющим элементом 116 может быть предусмотрено не показанное внутреннее уплотнение, выполненное, например, из резины или пенистого материала, которое предотвращает просачивание воздуха из области 102 внутреннего давления через щели, остающиеся между опорной плитой 106 и обрамляющим элементом 116. Герметическое соединение опорной плиты 106 с обрамляющим элементом 116 можно получить, например, путем склеивания опорной плиты с обрамляющим элементом.The implementation of the support of the base plate 106 is shown in more detail in detail in sectional view of the structural unit of Fig. 1, shown in Fig. 2. The L-shaped profile of the framing member 116 is formed by a first profile shelf 200, which serves as a support for the base plate 106 in the direction of the external pressure region 104, and a second profile shelf 202 that extends along the edge 110 of the base plate 106. Between the base plate 106 and the framing element 116 an inner seal, not shown, may be provided, for example made of rubber or foam material, which prevents air from seeping out from the internal pressure region 102 through slots remaining between the base plate 106 and the sample mlyayuschim element 116. Hermetic connection plate 106 with the framing element 116 can be obtained, for example, by gluing the support plate with the framing element.

Стыковая накладка 112, выходящая из области 102 внутреннего давления, проходит вокруг обеих полок 202, 200 обрамляющего элемента 116 и соединяется, например, при помощи приклепывания не показанными на чертеже заклепками с первой полкой 200 или с обеими полками 200, 202 обрамляющего элемента 116. При нагрузке опорной плиты 106 перепадом 206 давления между областью 102 внутреннего давления и областью 104 наружного давления на стыковую накладку 112 действует растягивающее усилие. При этом заклепки 122, которые прикрепляют стыковую накладку 112 к внешней обшивке 120, как и не показанные заклепки, которые прикрепляют стыковую накладку 112 к обрамляющему элементу 116, нагружаются почти исключительно срезающими усилиями.A butt pad 112 extending from the internal pressure region 102 extends around both shelves 202, 200 of the framing member 116 and is connected, for example, by rivets not shown in the drawing, to the first shelf 200 or to both shelves 200, 202 of the framing element 116. When the load of the base plate 106 by the differential pressure 206 between the internal pressure region 102 and the external pressure region 104, a tensile force acts on the butt plate 112. In this case, the rivets 122, which attach the butt plate 112 to the outer skin 120, as well as the rivets not shown, which attach the butt plate 112 to the framing element 116, are loaded almost exclusively with shearing forces.

Когда во время полета по меньшей мере в небольшом объеме появляется неизбежный прогиб опорной плиты 106 в направлении области 104 наружного давления по причине перепада 206 давления, в области кромки 110 возникают опрокидывающие моменты, которые пытаются наклонить кромку 110 опорной плиты 106 в направлении области 104 наружного давления. Однако стыковая накладка 112 не передает эти опрокидывающие моменты во внешнюю обшивку 120, поэтому изгиба внешней обшивки 120 не происходит. Под действием растягивающих усилий длина стыковой накладки 112 увеличивается таким образом, что обрамляющий элемент 116 незначительно сдвигается в направлении области 104 наружного давления и при этом прижимает уплотнение 114 к шпангоуту 308.When during flight, at least in a small volume, an inevitable deflection of the base plate 106 in the direction of the external pressure region 104 occurs due to the pressure difference 206, tilting moments occur in the region of the edge 110 that attempt to tilt the edge 110 of the base plate 106 in the direction of the external pressure region 104 . However, the butt pad 112 does not transmit these tipping moments to the outer skin 120, so that the bending of the outer skin 120 does not occur. Under the action of tensile forces, the length of the butt plate 112 increases so that the framing element 116 slightly moves in the direction of the external pressure region 104 and at the same time presses the seal 114 against the frame 308.

На фиг.3 подробно показано крепление герметической перегородки в поперечном разрезе согласно другому варианту осуществления изобретения. Как и в первом варианте осуществления, представленном на фиг.1 и 2, герметическая перегородка содержит опорную плиту 106, которую удерживает обрамляющий элемент 116 с L-образным профилем. Кроме того, предусмотрены упоры 118, которые прикреплены к стрингерам 124 и удерживают опорную плиту 106 от выпадения из обрамляющего элемента 116, при этом обрамляющий элемент 116 может быть приклеен, привинчен или приклепан к опорной плите 106. Опорная плита 106 выполнена в виде многослойной детали, которая содержит складчатую ячеистую сердцевину 314 между двумя наружными слоями 316. Указанная складчатая ячеистая сердцевина 314, как и наружные слои 316 в центральной области 300 опорной плиты 106, имеют большую толщину, чем у кромки 110, что придает опорной плите 106 в центральной области 300 большую жесткость и обеспечивает появление лишь незначительной деформации опорной плиты 106 под действием перепада 206 давления.Figure 3 shows in detail the fastening of an airtight partition in cross section according to another embodiment of the invention. As in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the hermetic septum comprises a base plate 106 which is supported by the L-shaped frame member 116. In addition, stops 118 are provided that are attached to the stringers 124 and keep the base plate 106 from falling out of the framing element 116, while the framing element 116 can be glued, screwed or riveted to the base plate 106. The base plate 106 is made in the form of a multilayer part, which comprises a folded mesh core 314 between two outer layers 316. Said folded mesh core 314, like the outer layers 316 in the central region 300 of the base plate 106, have a greater thickness than the edge 110, which gives the base plate those 106 in the central region 300 provides greater rigidity and appearance of a minor deformation of the base plate 106 under the influence of pressure differential 206.

В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг.1 и 2, в данном случае обрамляющий элемент 116 опирается на внешнюю обшивку 120 и усиливающий ее шпангоут 308 при помощи шарнирного элемента 302, который расположен между обрамляющим элементом 116 и шпангоутом 308. Шарнирный элемент 302 содержит первый шарнирный рычаг 304, который приклепан или привинчен к полке обрамляющего элемента 116, проходящей параллельно плоскости опорной плиты 106. Второй шарнирный рычаг 306 опирается как на внешнюю обшивку 120, так и на шпангоут 308 и прикреплен к ним, например, при помощи приклепывания. Оба шарнирных рычага 304, 306 соединены друг с другом с возможностью поворота вокруг шарнирной оси 310, которая проходит параллельно плоскости опорной плиты 106 и параллельно локальной касательной к внешней обшивке 120.In contrast to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, in this case, the framing member 116 is supported by the outer skin 120 and its reinforcing frame 308 with the help of the hinge element 302, which is located between the framing element 116 and the frame 308. The hinge element 302 contains a first hinge lever 304, which is riveted or screwed to a flange of the framing element 116 extending parallel to the plane of the base plate 106. The second hinge lever 306 rests on both the outer skin 120 and the frame 308 and is attached to them, for example, and assistance riveting. Both hinge arms 304, 306 are rotatably connected about a hinge axis 310, which extends parallel to the plane of the base plate 106 and parallel to the local tangent to the outer skin 120.

Уплотнение 114, которое изготавливают, например, из резины, и которое герметизирует соединение между обрамляющим элементом 116 и наружной обшивкой, в отличие от первого варианта осуществления расположено в области 102 внутреннего давления и непосредственно под действием перепада 206 давления прижимается к внешней обшивке 120 и обрамляющему элементу 116.The seal 114, which is made, for example, of rubber, and which seals the connection between the framing element 116 and the outer skin, unlike the first embodiment, is located in the inner pressure region 102 and is pressed directly against the outer skin 120 and the framing element directly under the influence of the pressure differential 206. 116.

Осуществление опоры опорной плиты 106 во втором варианте, показанном на фиг.3, более наглядно пояснено на перспективном виде на фиг.4. Шарнирные элементы 302 с регулярными интервалами расположены по контуру фюзеляжа воздушного судна, при этом соответствующие шарнирные оси установлены параллельно локальной касательной к внешней обшивке и, следовательно, находятся под некоторым углом по отношению к шарнирной оси соседнего шарнирного элемента 302. Вторые шарнирные рычаги 306 шарнирного элемента 302 выполнены в виде вилки, между зубцами которой вставлен соответствующий первый шарнирный рычаг 304 и подвижно присоединен при помощи шарнирной оси 310. Шарнирные оси изготавливают, например, из стали, а шарнирные рычаги 304, 306 изготавливают также из стали или из алюминия.The implementation of the support of the base plate 106 in the second embodiment, shown in figure 3, is more clearly explained in perspective view in figure 4. The hinge elements 302 are arranged at regular intervals along the contour of the aircraft fuselage, while the corresponding hinge axes are parallel to the local tangent to the outer skin and, therefore, are at some angle with respect to the hinge axis of the adjacent hinge element 302. The second hinge arms 306 of the hinge element 302 made in the form of a fork, between the teeth of which the corresponding first hinge lever 304 is inserted and movably connected using the hinge axis 310. The hinge axles are made, n example, of steel, and the hinge arms 304, 306 are also made of steel or aluminum.

Во время полета герметическая перегородка неизбежно деформируется под действием перепада давления между областью наружного давления 104 и областью внутреннего давления 102, что приводит к локальному изгибу кромки 110 опорной плиты 106 относительно внешней обшивки 120 в направлении области наружного давления 104. Шарнирные элементы 302 допускают соответствующий поворот шарнирных рычагов 304, 306 относительно друг друга, таким образом, деформация опорной плиты не приводит к передаче изгибающих моментов во внешнюю обшивку 120.During the flight, the airtight partition inevitably deforms under the influence of a pressure differential between the external pressure region 104 and the internal pressure region 102, which leads to local bending of the edge 110 of the base plate 106 relative to the outer skin 120 in the direction of the external pressure region 104. The hinge elements 302 allow a corresponding rotation of the hinge levers 304, 306 relative to each other, so that deformation of the base plate does not lead to the transfer of bending moments to the outer skin 120.

Данное изобретение описано с использованием предпочтительных примеров осуществления, однако, они не ограничивают изобретения, которое может быть модифицировано различными способами.The present invention is described using preferred embodiments, however, they do not limit the invention, which can be modified in various ways.

Так, например, стыковые накладки могут быть расположены не так или не только так, как показано для первого примера осуществления, между стрингерами и присоединены заклепками к внешней обшивке, но могут альтернативно или дополнительно располагаться под стрингерами, между стрингером и внешней обшивкой и присоединяться к ним заклепками. Кроме того, может быть использована одна единственная стыковая накладка, выполненная в форме приближенной цилиндрической оболочки, которая проходит по периметру всего фюзеляжа воздушного судна. Далее, в одном из вариантов осуществления стыковые накладки и шарнирные элементы могут быть скомбинированы на одинаковых или различных отрезках внутреннего контура фюзеляжа воздушного судна.For example, butt pads may not be located or not only as shown for the first embodiment, between the stringers and riveted to the outer skin, but can alternatively or additionally be located under the stringers, between the stringer and the outer skin and attached to them rivets. In addition, one single butt plate can be used, made in the form of an approximate cylindrical shell, which runs along the perimeter of the entire fuselage of the aircraft. Further, in one embodiment, the implementation of the butt pads and hinge elements can be combined on the same or different segments of the inner contour of the fuselage of the aircraft.

Опорная плита может быть также выполнена из нескольких частей, при этом, например, первая часть герметизирует грузовой отсек под полом пассажирского салона, а вторая часть герметизирует пассажирский салон над указанным полом. Уплотнения могут иметь различные конструктивные исполнения, например, они могут представлять собой резиновый полый профиль, который является открытым со стороны области внутреннего давления и вздувается при падении давления в области наружного давления.The base plate can also be made of several parts, while, for example, the first part seals the cargo compartment under the floor of the passenger compartment, and the second part seals the passenger compartment above the specified floor. Seals can have various designs, for example, they can be a rubber hollow profile that is open from the side of the internal pressure region and swells when the pressure drops in the external pressure region.

Перечень ссылочных обозначенийReference List

100 Герметическая перегородка100 Airtight partition

102 Область внутреннего давления102 Area of internal pressure

104 Область наружного давления104 Area of external pressure

106 Опорная плита106 Base plate

108 Внутренний контур воздушного или космического судна108 Inner circuit of an aircraft or space ship

110 Кромка опорной плиты110 Edge of base plate

112 Стыковая накладка112 Butt plate

114 Уплотнение114 Seal

116 Обрамляющий элемент116 Framing element

118 Упор118 emphasis

120 Внешняя обшивка120 External cladding

122 Заклепки122 Rivets

124 Стрингер124 Stringer

200 Первая полка профиля200 First profile shelf

202 Вторая полка профиля202 Second profile shelf

204 Внутренняя сторона204 Inner side

206 Перепад давления206 differential pressure

300 Центральная область плиты300 Central area of the plate

302 Шарнирный элемент302 Hinge element

304 Первый шарнирный рычаг304 First articulated lever

306 Второй шарнирный рычаг306 Second articulated arm

308 Шпангоут308 Frame

310 Шарнирная ось310 articulated axis

314 Сердцевина314 Core

316 Наружный слой316 outer layer

Claims

1. An airtight partition (100) for dividing the interior of an air or spacecraft into an internal pressure area (102) and an external pressure area (104), comprising:
a support plate (106), which has an edge (110) corresponding in shape to the inner contour (108) of the aircraft or spacecraft, a support means (112, 302) that provides the edge (110) can be supported on the inner contour (108) and a seal (114) that seals the connection of the lip (110) to the inner loop (108).

2. An airtight partition according to claim 1, characterized in that a framing element (116) is provided that extends along the edge (110) of the base plate (106), while the supporting means (112, 302) supports the framing element (116) on the inner circuit, and the seal seals the connection between the framing element (116) and the inner circuit (108).

3. An airtight partition according to claim 2, characterized in that the framing element (116) is made of steel, titanium, aluminum or carbon fiber reinforced plastic.

4. An airtight partition according to claim 2, characterized in that the framing element (116) has an L-shaped profile and contains a first profile shelf (200), which runs parallel to the base plate (106) from the side of the external pressure region (104), and a second profile shelf (202), which extends perpendicular to the base plate (106) along its edge (110).

5. An airtight partition according to claim 2, characterized in that the base plate (106) is made in such a way that under the influence of a pressure differential (206) between the internal pressure region (102) and the external pressure region (104), said base plate (106) held in the framing member (116).

6. An airtight partition according to claim 2, characterized in that the framing element (116) is riveted, screwed or glued to the base plate (106).

7. An airtight partition according to claim 1, characterized in that there are stops (118) that provide support for the base plate (106) from the side of the internal pressure region (102).

8. An airtight partition according to claim 1, characterized in that the support means (112, 302) comprises at least one butt plate (112) that extends from the edge (110) of the base plate (106) along the inner side (204) of the outer sheathing (120) of an aircraft or spacecraft in the region of internal pressure, with one end of the specified butt plate (112) attached to the base plate (106), and the other end attached to the outer skin (120).

9. An airtight partition according to claim 8, characterized in that the butt plate (112) is attached to the outer skin (120) with rivets (122).

10. An airtight partition according to claim 8 or 9, characterized in that the butt plate (112) is attached to the outer skin (120) under the stringer (124) of the aircraft or spacecraft.

11. An airtight partition according to claim 1, characterized in that the support means (112, 302) comprises at least one hinge element (302) including a first hinge lever (304) that is attached to the edge of the base plate (106), and a second articulated arm (306) that is attached to the outer skin (120) of the aircraft or spacecraft.

12. An airtight partition according to claim 11, characterized in that the second articulated lever (306) is attached to the stiffening element (308), which increases the rigidity of the outer skin (120) in the external pressure region (104).

13. An airtight partition according to claim 11 or 12, characterized in that the hinge element (302) comprises a hinge axis (310), which extends essentially in the direction tangent to the edge (110) of the base plate (106) in the mounting region of the first pivot arm (304).

14. The pressure barrier according to claim 11 or 12, characterized in that the first (304) and / or second (306) articulated arms are made of aluminum and / or steel.

15. An airtight partition according to claim 13, characterized in that the hinge axis (310) is made of steel.

16. The airtight partition according to claim 1, characterized in that the base plate is made in the form of a multilayer (314, 316) parts.

17. An airtight partition according to claim 16, characterized in that the multilayer (314, 316) part contains a core (314), which has a cellular structure and / or is made of foam material.

18. An airtight partition according to claim 16 or 17, characterized in that the multilayer (314, 316) part contains at least one outer layer (316), which is made of carbon fiber reinforced plastic, fiberglass reinforced plastic and / or aluminum .

19. An airtight partition according to claim 16 or 17, characterized in that the base plate (106) has a greater stiffness in the central part (300) than at the edge (110).

20. The structural unit (100, 120, 124, 308) of an aircraft or spacecraft, comprising an airtight partition (100) according to one of claims 1-19.

21. An aircraft or spacecraft containing an airtight partition (100) according to one of claims 1 to 19.

22. A method for dividing the interior of an air or spacecraft into an internal pressure area (102) and an external pressure area (104), comprising the steps of:
establish a base plate (106), the edge (110) of which corresponds in shape to the inner contour (108) of the aircraft or spacecraft, provide support (112, 302) of the edge (110) on the inner contour with the possibility of inclination and provide a seal (114) of the connection of the edge (110) with an internal circuit (108).